Published May 13, 2021 | Version v1
Publication Open

Containing Future Epidemics With Trustworthy Federated Systems for Ubiquitous Warning and Response

  • 1. Lappeenranta-Lahti University of Technology
  • 2. Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
  • 3. Aalborg University
  • 4. University of Leeds
  • 5. University of Waterloo
  • 6. Universidade Federal de Lavras
  • 7. Trinity College Dublin
  • 8. Aalto University
  • 9. University of Vermont

Description

In this paper, we propose a global digital platform to avoid and combat epidemics by providing relevant real-time information to support selective lockdowns. It leverages the pervasiveness of wireless connectivity while being trustworthy and secure. The proposed system is conceptualized to be decentralized yet federated, based on ubiquitous public systems and active citizen participation. Its foundations lie on the principle of informational self-determination. We argue that only in this way it can become a trustworthy and legitimate public good infrastructure for citizens by balancing the asymmetry of the different hierarchical levels within the federated organization while providing highly effective detection and guiding mitigation measures toward graceful lockdown of the society. To exemplify the proposed system, we choose a remote patient monitoring as use case. This use case is evaluated considering different numbers of endorsed peers on a solution that is based on the integration of distributed ledger technologies and NB-IoT (narrowband IoT). An experimental setup is used to evaluate the performance of this integration, in which the end-to-end latency is slightly increased when a new endorsed element is added. However, the system reliability, privacy, and interoperability are guaranteed. In this sense, we expect active participation of empowered citizens to supplement the more usual top-down management of epidemics.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الورقة، نقترح منصة رقمية عالمية لتجنب الأوبئة ومكافحتها من خلال توفير المعلومات ذات الصلة في الوقت الفعلي لدعم عمليات الإغلاق الانتقائية. إنه يعزز انتشار الاتصال اللاسلكي مع كونه جديرًا بالثقة وآمنًا. تم تصور النظام المقترح ليكون لامركزيًا ولكن اتحاديًا، استنادًا إلى الأنظمة العامة المنتشرة في كل مكان ومشاركة المواطنين النشطة. أسسها تكمن في مبدأ تقرير المصير المعلوماتي. نحن نجادل بأنه بهذه الطريقة فقط يمكن أن تصبح بنية تحتية جديرة بالثقة وشرعية للمواطنين من خلال موازنة عدم التماثل بين المستويات الهرمية المختلفة داخل المنظمة الفيدرالية مع توفير الكشف الفعال للغاية وتوجيه تدابير التخفيف نحو الإغلاق السلس للمجتمع. لتجسيد النظام المقترح، نختار مراقبة المريض عن بُعد كحالة استخدام. يتم تقييم حالة الاستخدام هذه مع الأخذ في الاعتبار أعدادًا مختلفة من الأقران المعتمدين على حل يعتمد على دمج تقنيات دفتر الأستاذ الموزع وإنترنت الأشياء NB - IoT (إنترنت الأشياء ضيقة النطاق). يتم استخدام إعداد تجريبي لتقييم أداء هذا التكامل، حيث يتم زيادة زمن الوصول من البداية إلى النهاية قليلاً عند إضافة عنصر جديد معتمد. ومع ذلك، فإن موثوقية النظام والخصوصية وقابلية التشغيل البيني مضمونة. وبهذا المعنى، نتوقع مشاركة نشطة من المواطنين المخولين لتكملة الإدارة التنازلية المعتادة للأوبئة.

Translated Description (French)

Dans cet article, nous proposons une plateforme numérique mondiale pour éviter et combattre les épidémies en fournissant des informations pertinentes en temps réel pour soutenir les confinements sélectifs. Il tire parti de l'omniprésence de la connectivité sans fil tout en étant fiable et sécurisé. Le système proposé est conçu pour être décentralisé mais fédéré, basé sur des systèmes publics omniprésents et une participation citoyenne active. Ses fondements reposent sur le principe de l'autodétermination informationnelle. Nous soutenons que ce n'est qu'ainsi qu'elle peut devenir une infrastructure de bien public digne de confiance et légitime pour les citoyens en équilibrant l'asymétrie des différents niveaux hiérarchiques au sein de l'organisation fédérée tout en fournissant une détection très efficace et en guidant les mesures d'atténuation vers un verrouillage gracieux de la société. Pour illustrer le système proposé, nous choisissons une surveillance à distance du patient comme cas d'utilisation. Ce cas d'utilisation est évalué en tenant compte de différents nombres de pairs approuvés sur une solution basée sur l'intégration de technologies de registre distribué et de NB-IoT (Internet des objets à bande étroite). Une configuration expérimentale est utilisée pour évaluer les performances de cette intégration, dans laquelle la latence de bout en bout est légèrement augmentée lorsqu'un nouvel élément approuvé est ajouté. Cependant, la fiabilité, la confidentialité et l'interopérabilité du système sont garanties. En ce sens, nous attendons une participation active des citoyens habilités pour compléter la gestion descendante plus habituelle des épidémies.

Translated Description (Spanish)

En este documento, proponemos una plataforma digital global para evitar y combatir las epidemias al proporcionar información relevante en tiempo real para apoyar los confinamientos selectivos. Aprovecha la omnipresencia de la conectividad inalámbrica a la vez que es confiable y segura. El sistema propuesto está conceptualizado para ser descentralizado pero federado, basado en sistemas públicos ubicuos y participación ciudadana activa. Sus fundamentos se basan en el principio de la autodeterminación informativa. Argumentamos que solo de esta manera puede convertirse en una infraestructura de bien público confiable y legítima para los ciudadanos al equilibrar la asimetría de los diferentes niveles jerárquicos dentro de la organización federada, al tiempo que proporciona una detección altamente efectiva y orienta las medidas de mitigación hacia un cierre elegante de la sociedad. Para ejemplificar el sistema propuesto, elegimos un monitoreo remoto de pacientes como caso de uso. Este caso de uso se evalúa considerando diferentes números de pares respaldados en una solución que se basa en la integración de tecnologías de contabilidad distribuida y NB-IoT (IoT de banda estrecha). Se utiliza una configuración experimental para evaluar el rendimiento de esta integración, en la que la latencia de extremo a extremo aumenta ligeramente cuando se añade un nuevo elemento endosado. Sin embargo, la confiabilidad, privacidad e interoperabilidad del sistema están garantizadas. En este sentido, esperamos una participación activa de los ciudadanos empoderados para complementar la gestión descendente más habitual de las epidemias.

Files

pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3aec7eaac7011717a0370edb4a5bf800
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
احتواء الأوبئة المستقبلية باستخدام أنظمة موحدة جديرة بالثقة للتحذير والاستجابة في كل مكان
Translated title (French)
Contenir les épidémies futures avec des systèmes fédérés fiables pour une alerte et une réponse omniprésentes
Translated title (Spanish)
Contener futuras epidemias con sistemas federados confiables para alertas y respuestas ubicuas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3163420529
DOI
10.3389/frcmn.2021.621264

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1943855820
  • https://openalex.org/W2020427568
  • https://openalex.org/W2096593673
  • https://openalex.org/W2117412946
  • https://openalex.org/W2482637558
  • https://openalex.org/W2533649976
  • https://openalex.org/W2598702997
  • https://openalex.org/W2604847128
  • https://openalex.org/W2612337273
  • https://openalex.org/W2612690371
  • https://openalex.org/W2767079719
  • https://openalex.org/W2773755964
  • https://openalex.org/W2774332832
  • https://openalex.org/W2790373659
  • https://openalex.org/W2794030123
  • https://openalex.org/W2794373712
  • https://openalex.org/W2888109941
  • https://openalex.org/W2902246376
  • https://openalex.org/W2902379956
  • https://openalex.org/W2912213068
  • https://openalex.org/W2930727645
  • https://openalex.org/W2962842124
  • https://openalex.org/W2964347896
  • https://openalex.org/W2995656598
  • https://openalex.org/W2996805820
  • https://openalex.org/W3002304523
  • https://openalex.org/W3004162060
  • https://openalex.org/W3007133930
  • https://openalex.org/W3007689750
  • https://openalex.org/W3009409260
  • https://openalex.org/W3010131837
  • https://openalex.org/W3010308535
  • https://openalex.org/W3011133285
  • https://openalex.org/W3013080757
  • https://openalex.org/W3013215798
  • https://openalex.org/W3013489453
  • https://openalex.org/W3013547516
  • https://openalex.org/W3014948915
  • https://openalex.org/W3021923959
  • https://openalex.org/W3048238828
  • https://openalex.org/W3082012450
  • https://openalex.org/W3088170253
  • https://openalex.org/W3092195577
  • https://openalex.org/W3094962431
  • https://openalex.org/W3104119924
  • https://openalex.org/W3105224959
  • https://openalex.org/W3119938028
  • https://openalex.org/W33252523
  • https://openalex.org/W4211158403
  • https://openalex.org/W4245729972
  • https://openalex.org/W4247254780
  • https://openalex.org/W4249493865
  • https://openalex.org/W4250618422
  • https://openalex.org/W4297774607